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造纸工业废水生化处理的设计


  制浆造纸工业是一个用水量相当大的产业,从备料到成纸,需要经过多道工序,按工序产生出废水有:备料废水、蒸煮废液(包括黑液和红液)、废纸脱墨废水、漂白废水、抄纸废水等,各工序的废水水质差异很大。这些废水中一般都含有大量的木素、糖类、纤维素、半纤维素及胶质等物质,其CODCr值往往数百—数千mg/L之间,而且这些废水的SS含量和色度也很高,可生化性较差,因此处理这些废水颇具难度。


  造纸工业废水的生化处理分厌氧处理和好氧处理两大部分。厌氧处理法一般采用上流式厌氧污泥床(UASB),单位生物的基质去除率偏低。好氧处理一般采用活性污泥法、接触氧化法或氧化塘,其中以活性污泥法应用最广。好氧处理法对有机污染物浓度较低的废水处理效果较好,但对有机污染物浓度较高的造纸废水,效果并不很理想,而且好氧处理对废水色度的去除效果也不大理想。因此,对于水质水量变化大,CODcr较高的造纸废水,采用单独的厌氧或单独的好氧处理都是不可取的,我们推荐使用“厌氧——好氧”联合的生化处理方法。


  一般造纸废水是先经一级物化(沉淀或气浮)处理后才进入生化处理单元的。“厌氧——好氧”联合的生化处理单元包括水解酸化池和好氧曝气池两大主要构筑物。污水的厌氧生物反应通常被划分成两个阶段过程:第一阶段是水解酸化阶段,第二阶段是甲烷发酵阶段;“厌氧——好氧”联合处理工艺,要求将“厌氧”控制在水解酸化阶段,利用水解酸化池内的水解产酸菌将造纸废水中难降解的有机物分解成易生物降解的小分子物质,使污水中溶解性有机物含量显著提高,改善和提高原水的可生化性,便于后续的好氧处理。水解产酸的效果跟布水的均匀性、水力停留时间以及污泥浓度有很大关系,高效脉冲布水是一种较好的布水方式,它是通过虹吸作用将布水器内贮存了3~5分钟进水在短时间(几秒至十几秒)内以很快的流速冲向池底,把池底的污泥层向上冲起呈悬浮状态,从而使池内的泥水均匀混合。水解酸化池的停留时间需要根据废水的COD、BOD、SS、色度等多方面指标以及工程经验来确定,将厌氧控制在水解产酸阶段,既要保证水解产酸的效果,又要避免增加土建工程的造价。正常运行后的水解酸化池内要求有非常高的污泥浓度,一般有几克每升至几十克每升。控制好以上三个因素,水解酸化池就能达到较好的处理效果,一般的CODCr去除率为20~40%,色度去除率可达40~70%,SS也能得到很大程度的去除。


  水解酸化池出水进入好氧曝气池,好氧曝气池有接触氧化和活性污泥两种常用形式,都有较高浓度的污泥,其中的好氧菌能大量地吸附、氧化、分解污水中的有机物,使污水的COD值显著下降(去除率可达90%以上),SS也在其后的二沉池中得到去除。好氧曝气池内溶解氧(DO)的含量必须控制在一定的范围之内,如1.0~3.0mg/L,根据所需气水比选择氧传递速率较高的曝气方式(微孔曝气)和动力消耗较小的风机,如能将微电脑式溶解氧测定仪与鼓风机进行变频自控,使好氧曝气池中的溶解氧控制在一合适的值,将大大降低能耗,又能保证良好的处理效果。


  这种厌氧—好氧联合处理系统同时具备厌氧和好氧的许多优点,能耐冲击负荷,能有效降解高CODCr值污水,动力消耗低,特别是废纸造纸废水的生化出水经砂滤后还可回用于车间生产,减少了清水的用量,也减少了污水的排放。我们认为“厌氧——好氧”联合生化处理工艺应该作为一种处理造纸废水的工艺广泛推荐使用。